Введение к работе
Актуальность проблемы. В книге президента Назарбаева Н. А. «Казахстан - 2030. Процветание, безопасность и улучшение благосостояния всех казахстанцеві Послание Президента страны народу Казахстана» предусматривается значительное увеличение добычи и переработки минерального сырья. Достигнуто это будет не путем строительства новых, а в основном, реконструкцией существующих предприятий горно-рудной, химической, угольной, строительной и других отраслей промышленности страны, где минеральное сырье является исходным продуктом, подвергающимся дроблению.
Дробление является основным технологическим процессом при производстве различных строительных и других материалов, в том числе таких как камень, щебень, мраморная крошка, асфальтобетонные смеси, цемент и др. В связи с различными характеристиками перерабатываемого материала, а также разными требованиями к конечному продукту, машиностроительные заводы должны выпускать самые разнообразные по типу и размерам дробильные машины.
В настоящее время ощущается острый дефицит в валковых дробилках с малой массой и габаритами, но с достаточно высокой производительностью и небольшой энергоемкостью, для переработки строительных и других материалов. Существующие дробильные машины имеют сравнительно большие габаритные размеры и массу, что снижает эффективность их использования для переработки (измельчения) небольших объемов материалов.
Таким образом, создание и обоснование размерных и технологических параметров малогабаритной дробилки с планетарно-роторным движением (ПРД) валков для дробления различных материалов является актуальной технической задачей.
Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования является совершенствование конструкции дробилки на основе применения принципиально нового планетарно-роторного движения валков и установление ее размерных, режимных, энергетических и технологических параметров.
Идея работы заключается в создании дробилки с применением принципиально нового планетарно-роторного движения валков, что позволяет уменьшить габаритные размеры и массу дробилки.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
на основе обзорного анализа существующих конструкций дробилок обосновать необходимость создания малогабаритных дробилок;
обосновать геометрические и кинематические характеристики дробилок с ПРД рабочих органов;
установить основные теоретические зависимости, позволяющие производить анализ и синтез рабочих органов дробилки;
разработать методику расчета основных технологических характеристик дробилок с ПРД валков;
разработать опытно-промышленный образец малогабаритной дробилки для строительных материалов;
провести экспериментальные исследования с целью проверки теоретических зависимостей по определению энергосиловых и технологических параметров дробилки с ПРД валков;
рассчитать технико-экономическую эффективность применения дробилки с ПРД валков и дать рекомендации по их проектированию.
Методы исследования. В работе использованы методы анализа патентной информации, математической статистики, планирования экспериментов, теории механизмов и машин и теории дробления строительных материалов.
Научная новизна работы определяется следующими положениями:
- на основе анализа патентной информации разработана морфологиче
ская классификация по рабочим органам дробилок и обоснована конструк
ция малогабаритной дробилки с принципиально новым ПРД валков, под
твержденная авторским свидетельством № 1726017;
получены теоретические зависимости для расчета геометрических и кинематических параметров принципиально новой дробилки с ПРД валков;
разработана методика расчета основных технологических характеристик дробилки с ПРД валков;
создан экспериментальный образец и обоснованы технологические параметры процесса дробления новым типом дробилки с ПРД валков (авторское свидетельство № 1726017);
экспериментальными исследованиями определены основные технологические параметры дробилки, физико-механические свойства нерудного материала (зерновой состав) на выходе после дробления, сила дробления, производительность экспериментального образца машины, удельный расход энергии и удельная металлоемкость;
даны рекомендации для разработки различных конструкций рабочих органов дробилок с ПРД валков с учетом прочности дробимого материала.
Практическая значимость работы заключается:
создана методика расчета кинематических и технологических параметров дробилки с ПРД валков;
разработана конструкция и изготовлен опытно-промышленный образец дробилки с ПРД валков, внедренный на Джамбульском комбинате до-рожно-строительных материалов (КДСМ).
На защиту выносятся: .
морфологическая классификация рабочих органов дробилок с ПРД валков;
теоретические зависимости для расчета геометрических и кинематических параметров дробилки с ПРД валков;
методика расчета основных технологических параметров дробилки с ПРД валков;
опытно-промышленная конструкция малогабаритной дробилки СМ 416.4, разработанная на основе теоретических и экспериментальных ис-
следований дробилок СМ 416.1, СМ 416.2 и СМ 416.3, оригинальность которой подтверждена авторским свидетельством № 1726017;
результаты экспериментальных исследований по определению технологических, силовых и энергетических параметров дробилки с ПРД валков;
методика оценки эффективного использования достоинств малогабаритной дробилки с ПРД валков и рекомендации по ее проектироваїшю и изготовлению.
Связь темы с народнохозяйственными планами. Диссертация является составной частью выполняемой научно-исследовательской работы кафедры «ПТСДМиО» КазАТК «Проектирование и создание строительно-дорожных машин и оборудования». Раздел:«Создание перспективных малогабаритных строительных и дорожных машин» в рамках национально-технической программы МН-АН РК «Научно-технические проблемы машиностроения и создание высокоэффективных машин и аппаратов» (№ 338).
Реализация работы. Результаты проведенных теоретически и экспериментальных исследований реализованы при разработке конструкторской документации и внедрении опытно-промышленных образцов дробилок СМ 416.1, СМ 416.2, СМ 416.3 и СМ 416.4, которые приняты АО «Ремдортех-ника» к изготовлешпо. Дробилка СМ 416.2 с ПРД валков внедрена на Джамбульском КДСМ.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены: на XIV международной научно-технической конференции «Механизация и автоматизация земляных работ» (г. Киев, 1991 г.); на всесоюзных конференциях «Прочность материалов и конструкций на транспорте» в г. Алматы (1993 и 1994 г.); на научных конференциях Алма-тинского института инженеров железнодорожного транспорта (1992 -1995 г.); на научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития транспорта Республики Казахстан», посвященной 40-летию АлИИТ и образованию КазАТК (1996 г.); на научной конференции КазАТК «Инфраструктура, транспорт и связь - Казахстан 2030» (1998 г.); на межвузовской научно-технической конференции «Проектирование, строительство и эксплуатация транспортно-коммуникационных сооружений» (г. Алматы,
1999 г.); на XX международной научно-технической конференции КазАТК,
посвященной 70-летию Турксиба (г. Алматы, 2000 г.) и использовались в
учебном процессе при выполнении курсовых и дипломных проектов по
специальности 2803 «Подъемно - транспортные, строительные и дорож
ные машины и оборудование».
В законченном виде диссертационная работа доложена и одобрена на объединенном семинаре кафедр подъемно-транспортных, строительно-дорожных машин и оборудования КазАТК, КазНТУ и КазГАСА (5 мая
2000 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 (семь) печатных работ и получено авторское свидетельство № 1726017.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений, изложенных на 124 страницах, содержащих 20 таблиц, 25 рисунков, 107 наименований литературы и 12 страниц приложений.
